Paracoccus denitrificans

Paracoccus denitrificans ist ein coccoides Bakterium, das im Boden, Abwasser oder Klärschlamm vorkommt. Es wurde 1910 als Micrococcus denitrificans von Martinus Beijerinck aus Gartenboden isoliert.^[1] Die Gattung Paracoccus wurde 1969 von Davis et al. kreiert mit Paracoccus denitrificans als Typ-Spezies.^[2] Der Gram-Test fällt negativ aus, die Gattung zählt zu den Pseudomonadota (früher als Proteobacteria bezeichnet). Das Bakterium ist, was den Stoffwechsel angeht, flexibel. Es ist in der Lage, unter aeroben Bedingungen eine Atmung mit Sauerstoff durchzuführen. Unter Ausschluss von Sauerstoff kann es auch die Spaltung von Wasserstoff zur Energiegewinnung nutzen, also einen chemolithoautotrophen Stoffwechselweg durchführen.^[3]

Paracoccus denitrificans
Systematik
Abteilung: Proteobacteria Klasse: Alphaproteobacteria Ordnung: Rhodobacterales Familie: Paracoccaceae Gattung: Paracoccus Art: Paracoccus denitrificans
Wissenschaftlicher Name
Paracoccus denitrificans
(Beijerinck & Minkman 1910) Davis 1969

Merkmale

Paracoccus denitrificans ist fakultativ anaerob, d. h. es kann sowohl unter Sauerstoffausschluss als auch in Gegenwart von Sauerstoff wachsen. Die Zellen sind stäbchenförmig, 0,4–0,5 × 1,1–1,7 µm groß und kommen einzeln oder paarweise vor. P. denitrificans ist manchmal durch einen Büschel von Geißeln beweglich.^[3]

Stoffwechsel

Den Stoffwechsel betreffend ist Paracoccus denitrificans sehr vielseitig. Wenn Sauerstoff vorhanden ist, findet die Atmung mit Sauerstoff als Elektronenakzeptor statt. So sind alle Enzyme des Citratzyklus vorhanden. Eine Glycolyse findet nicht statt, stattdessen wird Glukose über den Entner-Douderoff-Weg, den Pentosephosphatweg oder über eine Kombination der beiden Wege metabolisiert. Unter anaeroben Bedingungen und in Gegenwart von Nitraten nutzt P. denitrificans für seinen Energiestoffwechsel die Denitrifikation, daher der Artname. Es kann auch in vollständiger Abwesenheit von organischen Substanzen leben, mit Wasserstoff (H₂) als Substrat für den Energiestoffwechsel und Kohlendioxid (CO₂) als Substrat für den Baustoffwechsel, hierbei man spricht von Chemolithoautotrophie.^[3] Es wird Wasserstoff gespalten, von daher wird auch die Bezeichnung Knallgasreaktion für diesen Art der Chemolithotrophie verwendet. Andere Knallgasbakterien sind z. B. Derxia gummosa, Bradyrhizobium japonicum und Hydrogenobacter thermophilus.^[4]

Die aerobe Atmungskette von P. denitrificans hat große Ähnlichkeit mit der Atmungskette der Mitochondrien, die nach der Endosymbiontentheorie aus einem gemeinsamen Vorläufer hervorgegangen sind.^[5]

Das Genom von P. denitrificans wurde 2004 sequenziert.^[6]

Systematik

Paracoccus denitrificans wird phylogenetisch nach seiner 16S rRNA Sequenz zur α₃-Untergruppe (Rhodobacter Gruppe) den sogenannten Purpurbakterien zugeordnet. Sie zählen zu den Proteobakterien die auch als Pseudomonadota bezeichnet werden und hier zu den Alphaproteobacteria. Hierzu zählen auch die photosynthetischen Bakterien der Gattung Rhodobacter, wie Rhodobacter capsulatus.^[7]